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EMBALAGENS PLÁSTICAS TRANSPARENTES:
COM OU SEM BARREIRA À LUZ?
Leda Coltro
Pesquisadora - CETEA
A energia radiante de fontes luminosas ou artificiais,
seja ultravioleta ou visível, afeta de modo significativo a estabilidade de produtos fotossensíveis,
pois tem efeito deteriorativo, uma vez que inicia e acelera reações de degradação através
da ação fotoquímica. Também os plásticos sofrem degradação oxidativa
quando expostos à luz, acarretando descoloração e fragilidade do material, comprometendo as
propriedades físicas e mecânicas das embalagens, podendo inclusive degradar os produtos que estejam,
em contato com esses materias.
Embora a parte correspondente ao ultravioleta no espectro eletromagnético seja estreita (de 200 a 380nm),
a luz emitida nesta região tem maior energia do que a luz emitida na regiãodo visível (de
380 a 780nm), uma vez que a energia é diretamente proporcional à freqüência e inversamente
proporcional ao comprimento de onda: onde: E = energia radiante; h = Constante de Planck (6,63 x 1027 erg.s); v
= freqüência da radiação; c = velocidade da luz no vácuo ( 3 x 108m/s) e l= comprimento
de onda da radiação (SILVERSTEIN et al., 1987).
Assim, quanto menor o comprimento de onda, maior a energia da radiação. Conseqüentemente, a
radiação UV, tendo maior energia do que a visível, induz a uma maior taxa de oxidação.
Isto explica por que a luz UV é a responsável pela maioria das degradações fotoquímicas.
Por este motivo, compostos orgânicos denominados de estabilizadores de luz são usados em grande variedade
de resinas plásticas, a fim de previnir a fotodegradação causada pela luz solar e por luz
UV artificial.
Os estabilizadores de luz são classificados como aditivos de anti-envelhecimento e podem estabilizar a luz
UV que incide na embalagem e nos produtos, evitando tais degradações ( ZWEIFEL 2001). Esta estabilização
é conseguida através de mecanismos diferentes, dependendo da natureza do aditivo:
Absorvedores de UV: normalmente são compostos derivados de benzofenona ou benzotriazol que agem absorvendo
a energia de radiação UV, de modo que previnem a formação de radicais livres e , portanto
atuam na fase inicial do processo degradativo;
Bloqueadores de radicais livres: compostos denominados de HALS ( hindered amine light stabilizers) que protegem
a resina plástica inibindo os radicais livres formados através de reações térmicas
ou de oxidação. Estes compostos são amplamente utilizados em poliolefinas (PE e PP) devido
a sua eficiência e desempenho;
Supressores de estados excitados: representados por complexos de níquel, que atuam retirando a energia absorvida
pelos cromóforos (grupos que absorvem luz) excitados do polímero e dissipando-a em forma de calor
ou de radiação fluorescente ou fosforescente.
Na Figura 1 é apresentado o efeito de proteção à luz conferido pela inclusão
de absorvedores de UV na resina plástica. Como pode ser observado, a embalagem com absorvedor de UV continua
transparente (alta trasmissão de luz na região do visível), porém bloqueia a luz UV,
protegendo tanto o material de embalagem quanto o seu conteúdo. Proteção adicional é
conferida pela adição de coloração à embalagem (embalagem âmbar) que neste
caso bloqueia inclusive parte da luz visível.
A necessidade de proteção à luz UV não se restringe apenas aos plásticos, mas
também aos produtos que são acondicionados em embalagens plásticas transparentes, uma vez
que a maioria dos produtos industrializados que ficam dispostos em prateleiras de supermercados está exposta
a algum tipo de luz e, consequëntemente, está sujeita à fotoxidação.
Como exemplo, pode-se citar os óleos comestíveis para os quais a fotoxidação dos lipídeos
tem conseqüências significativas, pois causa escurecimento do produto e alteração de aroma
e sabor. A oxidação de óleos comestíveis depende da formação de radicais
livres nas moléculas de lipídeos e de sua interação com o oxigênio.
A oxidação de óleos e gorduras tem seu início devido à ação de
fontes externas de enregia tais como luz, calor e radiação, sendo que a taxa de fotodegradação
depende das características da embalagem em realação à transmissão, absorção
e reflexão da luz, além das características do óleo. Ou seja, a taxa de fotodegradação
depende das propriedades de barreira à luz conferidas pela embalagem . No entanto, estudos têm mostrado
que a aplicação dos absorvedores de UV possibilitam a redução das taxas de fotoxidação
do óleo comestível embalado em garrafas de PET (MACHADO, 1997).
No caso de sucos de frutas, a incidência de luz é uma das causas de oxidação de vitamina
C e de
carotenóides, pois acelera a reação do ácido ascórbico com grupos amino produzindo
pigmentos escuros por polimerização, causando a perda de cor e alteração de outras
propriedades organolépticas (ALVES, GARCIA, 1993).
FIGURA 1. Barreira luz conferida por diferentes tipos de embalagem:
a) PET padrão; b) PET com absorvedor de UV, c) PET âmbar.
Também a vida-de-prateleira de produtos de laticínio, particularmente iogurte e manteiga, sofrem
a influência da transmissão de luz pelos materiais de embalagem, sendo os seguintes fatores externos
os principais a influenciar a fotoxidação destes produtos: o espectro e a intensidade da fonte de
luz, as condições de exposição à luz, a transmitância de luz e a permeabilidade
ao oxigênio do material de embalagem, bem como a temperatura de estocagem. A luz induz perda de vitaminas,
especialmente riboflavina (vitamina B2), betacaroteno e vitamina C; degradação de aminoácidos;
aumento de teor de peróxido, formação de compostos voláteis (metional, aldeídos
e metilcetonas) bem como mudanças de cor do produto (BOSSET et al., 1993).
As bebidas como cervejas e vinhos também apresentam grande sensibilidade ao efeito da luz, uma vez que esta
proporciona a aceleração das reações de oxidação dos componentes da bebida,
com conseqüente alteração de sabor e aroma do produto.
No entanto, não somente os alimentos têm sensibilidade à luz. Cosméticos à base
de álcool, misturas de surfactantes, formulações comerciais de sabonete de detergente, entre
outros, também são exemplos de produtos que sofrem reações de fotodegradação.
Neste caso, podem-se empregar fotoestabilizantes nas formulações, afim de proteger os cosméticos
contra as reações de fotoenvelhecimento, além de absorvedores de luz no próprio material
de embalagem (RAO,DUBE, 1996).
Com relação aos produtos farmacêuticos, o número de novas drogas sensíveis à
luz tem aumentado durante as últimas décadas. Enquanto acondicionado, o medicamento está bem
protegido da fotodegradação. Porém, durante o processo de fabricação e a aplicação
em casa ou no hospital, esta proteção não mais existe. A velocidade de degradação
é fortemente dependente da intensidade da luz e da distribuição espectral da fonte de luz
usada, p. e. soluções de nifedipina sofrem degradação três vezes mais rápida
sob a ação da luz solar “normal” do que sob a ação de luz de lâmpada elétrica
de 40W. Portanto, as reações de fotoxidação diminuem a vida útil do produto,
causando mudanças tais como perda de coloração e/ou do princípio ativo da solução
(THOMA,KLIMER, 1991). Desse modo, o material de embalagem tem um papel importante nos processos de fotodegradação.
Portanto, a luz possui forte ação catalisadora de reações oxidativas de produtos diversos,
sendo que muitas vezes a quantidade de O2 residual no espaço-livre da embalagem é suficiente para
iniciar a oxidação de certos componentes do produto. Assim, para a efetiva proteção
contra o efeito deteriorativo causado pela exposição dos produtos à luz, são necessárias
embalagens com baixa permeabilidade ao oxigênio e com aditivos ou pigmentos que atuem como barreira à
luz ultravioleta e/ou visível.
Se por um aldo os aditivos são necessários e a eficácia de seu uso deve ser comprovada, por
outro lado os mesmos não fazem parte da matriz polimérica, de modo que constituem migrantes em potencial.
Por este motivo, seu uso é regido por normas sanitárias específicas. Logo, devem ser usados
na quantidade mínima necessária para o efeito pretendido, ao mesmo tempo que devem atender às
exigências de segurança alimentar.
O controle e regulamentação dos aditivos utilizados nas embalagens para alimentos é tema das
legislações vigentes em cada país. No Brasil, a fim de proteger a saúde do consumidor
e manter a qualidade do alimento embalado, a Agência Nacional de Vigilância Sanitária - ANVISA
publicou a Resolução nº 105, em 19 de maio de 1999, estabelecendo limites quanto ao tipo
e à quantidade de substâncias que podem ser usadas sem materiais plásticos para contato com
alimentos (AGÊNCIA..., 1999).
O Anexo III da Resolução 105 trata especificamente dos aditivos que podem ser adicionados aos materias
plásticos destinados à elaboração de embalagens e equipamentos que entrarão
em contato com alimentos, estabelecendo restrições de uso e limites de composição e
de migração específicas para os diversos aditivos utilizados em materiais plásticos.
A Tabela 1 apresenta alguns estabilizadores de luz, seus limites e restrições de uso, segundo a Legislação
Brasileira. Como pode ser observado, ainda é necessário estabelecer metodologia analítica
para confirmar se o material atende as exigências da Legislação quanto ao limite de composição
e, mais ainda, parâmetros para que venham a ser estabelecidos os limites de composição.
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Aditivo
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Especificação
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| 2-(2-Hidroxi-3’-tercbutil5’metilfenil)-5-cloro benzotriazol |
Para poliolefinas em quantidade não superior a 0,5% (m/m) da matéria
plástica e não para alimentos gordurosos, emulsões de água em óleos ou produtos
com gordura na superfície, nem para alcoólicos (*) |
| 2-(2’-hidroxi-5”-metilfenil) benzotriazol |
Para PVC e PS, em quantidade não superior a 0,5% (m/m) da matéria
plástica, não para produtos alcoólicos, e somente para acondicionamento e conservação
à temperatura ambiente ou abaixo (*) |
| 2-(2’-hidroxi-3,5-bis(1,1dimetilbenzil)fenil) benzotriazol |
Para PET e seus compolímeros, em quantidade não superior a
0,5% da matéria plástica. Para PC, em quantidade não superior a 3% da matéria plástica
(*) |
| 2-(2”-hidroxi-3’,5”-diterc-butilfenil)-5-cloro benzotriazol |
Para poliolefinas, em quantidade não superior a 0,5% (m/m) da matéria
plástica e não para alimentos gordurosos, emulsões de água em óleos e produtos
com gordura na superfície, nem para alcoólicos (*) |
| 2,2’-di-hidroxi-4-metoxi-benzofenona |
Em quantidade não superior a 0,3% da matéria plástica
(*) |
| (1-(2-hidroxietil)-4-hidroxi-2,2,6,6-tetrametil -piperidina-succínico
(PM 1500-5000) |
Em quantidade não superior a 0,3% da matéria plástica
(*) |
| Poli(6((1,1,3,3-tetrametil butil)imino)-1,3,5 triazina-2,4-diil)-((2,2,6,6-tetrametil4,4piperidil)
imino) hexametileno((2,2,6,6-tetrametil-4,piperidil)imino) |
(*) |
(*) Substâncias para as quais devem ser estabelecidos limites de migração
específica.
PVC = policloreto de vinila; PS = poliestireno; PET = polietilenotereftalato; PC = policarbonato |
TABELA 1. Restrições de uso e limites de composição
e/ou migração
específica para alguns estabilizadores de luz (AGÊNCIA..., 1999).
Estudos isolados de casos desenvolvidos no CETEA/ITAL
nos últimos anos, indicam que o mercado de alguns produtos tem problemas de durabilidade em decorrência
da ação catalisadora da luz no processo de degradação dos mesmos. Este fato tem levado
ao emprego de estabilizadores de luz em embalagens plásticas transparentes buscando-se com isto combinar
o apelo visual ao consumidor através da transparência da embalagem e a proteção ao produto
através da barreira à luz UV conferida pelo estabilizador de luz.
Assim atualmente vem sendo desenvolvido no CETEA/ITAL um estudo, financiado pela FAPESP, que compreende a avaliação
do uso e da eficácia de absorvedores de UV como promotores de barreira à luz em embalagens plásticas
transparentes, utilizadas para o acondicionamento de alimentos, cosméticos e farmacêuticos, visando
disponibilizar informações para a especificação técnica e controle sanitário
de embalagens para produtos sensíveis à luz. (Informativo CETEA/ITAL - Boletim Vol. 14. - nº
3 - jul/ago/set/2002)
Referências Bibiliográficas:
AGÊNCIA NACIONAL DE VIGILÂNCIA SANITÁRIA. Disposições gerais para embalagens e
equipamentos plásticos em contato com alimentos e seus anexos. Resolução nº 105, de 19
de maio de 1999. Diário Oficial (da República Federativa do Brasil), Brasília, p. 21-34, 20
de maio de 1999. Sec 1.
ALVES, R.M.V., GARCIA, E.E.C. Embalagem para sucos de frutas. Coletânea do ITAL. Campinas: v. 23, n.2, p.
105-120, 1993.
BOSSET, J. O., GALLMANN, P.U., SIEBER, R. Influence of light transmittance of packing materials on the shel-life
oj milk and dairy-products a review. Lait, Paris: Editions Scientifique Elsevier, v. 73, n.1, p. 3-49, 1993.
MACHADO, M.C.M.S.T. Absorvedores de radiação ultravioleta em embalagens plásticas e em óleos
vegetas: metodologia analítica e estudo de migração. Campinas, 1997. Dissertação
(Doutorado em Ciência de Alimentos) Faculdade de Engeharia em Alimentos, UNICAMP.
RAO, N.N., DUBE, S. Photocalytic degradatio of mixed surfactants and some comercial soap detergent products using
suspendended TIO2 Journal of Molecualar catalysis A Chemical. Amsterdam: Elsevier Science BV, v. 104, n.3, p. L
197- L 199, 1996.
SILVERSTEIN, R.M, BASSLER, G.C, NORRIL, T. Identificação espectométrica de compostos orgânicos.
Traduzido por Ricardo Bicac de Alencastro e Roberto de Barros Faria. 3ª ed. Rio de Janeior: Guanabara, p.
203-224, 1987. Tradução de: Spectrometic identificatio of organic compounds.
THOMA, K., KLIMEK, R. Photostabilization oj drugs in dosage forms without protection from packaging materials.
Intenational Journal of Pharmaceutics. Amsterdam: Elsevier Science BV, v. 67, n.2, p. 169-175, 1991.
ZWEIFEL, H. (ed.) Plastics Additives. Handbook. Munich: Hanser Publishers, 2001. 5. ed. 1148p.
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